Was sind Durchgangslöcher auf einer Leiterplatte? | Leiterplattenlöcher

Beim Leiterplattendesign haben die Montagemethode und -technologie der Leiterplattenkomponenten einen großen Einfluss auf das Design. Bei der Bestückung der bedrahteten Bauteile mit THT-Technologie ist das Design der Durchgangslöcher entsprechend zu berücksichtigen. Bei der SMD-Montage unterscheidet sich das Platinendesign.

Daher ist es beim Entwurf einer Leiterplatte (PCB) entscheidend, die verschiedenen Locharten und ihre Rolle bei der Montage elektronischer Geräte zu verstehen. In diesem Artikel besprechen wir das Durchgangsloch und seine Eigenschaften auf der Leiterplatte, vergleichen das Sackloch, das oft mit dem Durchgangsloch verwechselt wird, und vergleichen die Oberflächenmontagetechnologie mit der Durchgangslochtechnologie.

Was ist ein Durchgangsloch?

Ein Durchgangsloch ist ein Loch, das durch die gesamte Leiterplatte verläuft. Es ist ein wichtiges Element in der traditionellen und großflächigen Leiterplattenherstellung. Diese Löcher können plattiert (PTH, Platted Through Hole) oder unplattiert (NPTH, Non-Plated Through Hole) sein. In manchen Fällen werden Durchgangslöcher auch Vias genannt.

Durchgangslöcher werden üblicherweise verwendet, um bedrahtete Bauteile mit Anschlüssen oder Stiften zu montieren und zu verbinden, darunter Widerstände, Kondensatoren und Steckverbinder. Die Stifte dieser Bauteile werden in die Durchgangslöcher eingesetzt und beidseitig mit der Platine verlötet, wodurch eine stabile elektrische Verbindung entsteht. Da der Stift des Bauteils die gesamte Leiterplatte durchdringt und beidseitig fixiert ist, ist die Verbindung in der Regel stabiler als bei oberflächenmontierten Bauteilen. Zudem ist das Loch für höhere Ströme geeignet. Daher wird das Durchgangsloch häufig in elektronischen Hochleistungsbauteilen und -geräten mit hohen Anforderungen an die mechanische Festigkeit eingesetzt.

Arten von Durchgangslöchern

In Leiterplatten gibt es zwei Haupttypen von Durchgangslöchern, die jeweils einen anderen Zweck erfüllen. Leiterplatten-Durchgangslöcher werden hauptsächlich in plattierte und unplattierte Durchgangslöcher unterteilt.

Durchkontaktiertes Loch, PTH

Die Innenwand des Durchgangslochs ist metallisiert und bildet ein leitfähiges Material. Dadurch kann Strom zwischen den verschiedenen Lagen der Platine fließen. Beispielsweise kann bei einer mehrschichtigen Leiterplatte das Signal der oberen Lage über das plattierte Loch mit der unteren Lage verbunden werden, was für die Leitung zwischen den Lagen entscheidend ist. Diese Art von Loch dient nicht nur der Befestigung von Bauteilen, sondern auch der elektrischen Verbindung und ist daher die am häufigsten verwendete Art von Durchgangsloch im PCB-Design.

Nicht plattiertes Durchgangsloch, NPTH

Die Innenwand dieses Lochs ist nicht metallisch beschichtet und nicht leitfähig. Daher wird sie nicht für elektrische Verbindungen verwendet. Sie dient üblicherweise zur Befestigung von Schrauben, Passstiften, Druckknöpfen oder anderen Strukturelementen. Kurz gesagt: Sie dient lediglich der strukturellen Unterstützung und ist nicht an Schaltungsfunktionen beteiligt.

Es ist sehr wichtig, den Unterschied zwischen durchkontaktierten und nicht durchkontaktierten Löchern zu verstehen. So können wir sicherstellen, dass Position, Zweck und Funktion der Löcher beim Entwurf und der Montage der Leiterplatte korrekt festgelegt werden. So vermeiden wir Probleme durch schlechtes Löten oder anormale Funktionen.

Durchgangslochkomponenten: Axial und Radial

Da sich bedrahtete Komponenten leicht montieren lassen und ihre Verbindungsstellen stabiler sind, werden sie häufig bei der Leiterplattenmontage verwendet. Je nach Anschlusskonfiguration können sie in axiale und radiale Komponenten unterteilt werden, die jeweils in bestimmten Szenen eingesetzt werden.

Axialkomponenten

Die Stifte der axialen Komponenten befinden sich an beiden Enden der Komponente und verlaufen entlang der Mittelachse, sodass eine lineare Anordnung entsteht. Die Stifte der axialen Komponenten müssen rechtwinklig gebogen, in Löcher in der Platine eingeführt und durch Löten auf der Platine befestigt werden. Dieses Design eignet sich in der Regel für Situationen, in denen der Geräteplatz begrenzt ist oder ein kompaktes Layout erforderlich ist. Es gibt viele gängige axiale Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden usw.

Radiale Komponenten

Im Gegensatz zu axialen Komponenten haben radiale Komponenten Stifte auf derselben Seite und sind in der Regel parallel angeordnet. Die Stifte der radialen Komponente stehen nach innen zur Platine, und der Bauteilkörper steht senkrecht zur Platine. Aufgrund der parallelen Pin-Konstruktion eignen sich radiale Bauteile besser für die automatisierte Montage. Diese Konfiguration ist bei Elektrolytkondensatoren und einigen Widerstandstypen üblich.

Was ist Durchstecktechnologie?

Was genau ist THT (Through-Hole Technology)? Vereinfacht ausgedrückt bedeutet THT, die Anschlüsse elektronischer Bauteile in die Durchgangslöcher der Leiterplatte einzuführen und anschließend durch Löten zu fixieren. Dieser Vorgang wird als Durchstecklöten bezeichnet und erfolgt üblicherweise durch Wellenlöten oder Handlöten.

Obwohl viele elektronische Produkte heute kleinere und effizientere Oberflächenmontageverfahren verwenden, ist die Durchsteckmontage in einigen Bereichen, in denen es besonders auf Zuverlässigkeit ankommt, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, bei militärischer Ausrüstung, industriellen Steuerungssystemen usw., nach wie vor weit verbreitet. Das liegt daran, dass das Durchstecklöten starke mechanische Verbindungen erzeugt, die die Verbindungen langlebiger und widerstandsfähiger gegen Stöße und Vibrationen machen.

Schritte zum Zusammenbau von Durchgangslöchern

Die Durchsteckmontage, also das Einsetzen von Komponenten in Durchgangslöcher und die Herstellung mechanischer und elektrischer Verbindungen durch Löten, umfasst oft mehrere Schritte.

Komponenten einfügen: Stecken Sie die Stifte desdurch-Loch Komponenten durch die Löcher in der Leiterplatte.

Löten: Nach dem Einsetzen der Bauteile werden deren Pins mit den Kupferpads auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte verlötet. Wellenlöten wird in der Regel für große Chargen von Durchsteckmontagen verwendet, während manuelles Löten für kleine Chargen eingesetzt wird.

Inspektion und Prüfung: Nach dem Löten müssen die Lötstellen der Bauteile überprüft werden, um die Lötqualität sicherzustellen. Gängige Prüfmethoden sind die Automatische Optische Inspektion (AOI) und die Röntgeninspektion, mit denen Lötfehler wie kalte Lötstellen oder unzureichende Lötung erkannt werden.

Reinigung: Abschließend wird die Leiterplatte gereinigt, um Flussmittelrückstände oder sonstige Verunreinigungen vom Lötvorgang zu entfernen und so die Sauberkeit und Zuverlässigkeit des Produkts sicherzustellen.

Durchsteckmontage vs. Oberflächenmontage

Neben der Durchsteckmontagetechnik wird in der Leiterplattenmontage häufig auch die Oberflächenmontagetechnik (SMT) eingesetzt.

Im Gegensatz zur Durchsteckmontage werden oberflächenmontierte Bauteile direkt und ohne Löcher auf der Leiterplattenoberfläche montiert. Oberflächenmontierte Bauteile verfügen typischerweise über flache Stifte oder Pads, die durch Löten direkt auf der Leiterplattenoberfläche befestigt werden können.

Da es sich bei der Durchsteckmontage und der Oberflächenmontage um zwei völlig unterschiedliche Montagetechnologien handelt, unterscheiden sie sich in Bezug auf Bauteilplatzierung, Montageprozess, Kosten und Anwendungseignung. Hier ist ein detaillierter Vergleich der Durchsteckmontage- und Oberflächenmontagetechnologien:

Sacklöcher vs. Durchgangslöcher

Beim Leiterplattendesign ist es neben der Verwendung von Durchsteck- oder Oberflächenmontagetechnologien auch sehr wichtig, auf die verschiedenen Locharten in Leiterplatten zu achten. Neben Durchgangslöchern sind auch Sacklöcher üblich.

Was ist ein Sackloch?

Ein Sackloch ist ein Loch, das nicht erstrecken sich vollständig durch die Leiterplatte. Im Gegensatz Durchgangslöcher, Sacklöcher werden nur bis zu einer bestimmten Tiefe gebohrt der Platine und kann die interne elektrische Schicht verbinden, ohne die Struktur der anderen Seite der Platine zu beeinträchtigen, die üblicherweise für die Verbindung von mehrschichtigen Leiterplatten verwendet wirds.

Hier ist ein umfassender Vergleich zwischen Sacklöchern und Durchgangslöchern:

Bedrahtungsservice für Leiterplatten von PCBasic

PCBasic bietet zuverlässige und professionelle Leiterplattenmontageservices für ein breites Spektrum an Kundenanforderungen. Ob Sie vollautomatisches Durchstecklöten, hochzuverlässige Durchsteckmontagen (PTH) oder eine Hybridmontage mit SMD- und Durchsteckmontage benötigen – das erfahrene Team unterstützt Sie bei jedem Schritt.

Was macht PCBasic zu Ihrem idealen Partner für die Durchsteckmontage?

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PCBasic ist vollständig für die Produktion sowohl mit Durchstecktechnik (THT) als auch mit Oberflächenmontagetechnik (SMT) ausgestattet und gewährleistet so eine reibungslose Integration verschiedener Montageprozesse.

• Kompetentes und erfahrenes Ingenieurteam:

Die Ingenieure des Unternehmens verfügen über umfangreiche praktische Erfahrung im Umgang mit komplexen Leiterplattenlayouts mit Durchgangslöchern, der Platzierung von Komponenten und dem Durchstecklöten und liefern selbst für die anspruchsvollsten Anwendungen qualitativ hochwertige Ergebnisse.

• Schnelles Prototyping und Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen:

PCBasic unterstützt außerdem Rapid Prototyping und agile Produktionsläufe und hilft Kunden, ihre Designs schnell und effizient zum Leben zu erwecken, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.

• Strenge Inspektion und Qualitätskontrolle:

Jede Platine wird gründlichen Inspektionsprozessen unterzogen, darunter Sichtprüfungen, AOI (Automated Optical Inspection) und Funktionstests, um eine zuverlässige und gleichbleibende Leistung sicherzustellen.

Wenn Sie sich für PCBasic entscheiden, entscheiden Sie sich für einen vertrauenswürdigen Partner, der sich der Bereitstellung von Spitzenleistungen bei der Bestückung von Leiterplatten mit Durchgangslöchern verschrieben hat – von der Designprüfung bis zur Auslieferung des Endprodukts.

Fazit

Vergleich der verschiedenen Lochtypen in der Leiterplattes, sowie die verschiedenen Versammlung Technologien, Verständnis ihrer Rollen und Vorteile is entscheidend für die erfolgreiche Herstellung von Leiterplatten.